线性双折射温度特性对光学电流互感器影响的理论分析

用理论分析和计算机仿真的方法分析了线性双折射的温度特性及其对光学玻璃电流互感器输出特性的影响．结果表明：当温度均匀分布时,传感头与周围介质相互作用产生的应力线性双折射是影响系统灵敏度的主要因素;当温度在-40～40℃范围内变化时,线性双折射使系统灵敏度变化可达1％．该研究结果可为光学玻璃电流传感器研究者提供参考．     

光纤电流传感器偏转角及线性双折射研究

光纤电流传感器中由于光纤的弯曲以及自身特性,会同时存在线性双折射和法拉第效应,致使法拉第效应的偏转角无法被准确测量出来,这是造成光纤电流传感系统测量误差的一个重要因素。利用MATLAB模拟了线偏振光转化为圆偏振光和椭圆偏振光以及法拉第效应,并对法拉第效应中左右旋圆偏振光相位差设定了不同参数,利用MATLAB得出最终合成的线偏振光,观察其偏转角为所设左右旋圆偏振光相位差的1/2,之后进行了理论推导,验证了上述结论,为后续的线性双折射补偿研究奠定良好的基础。     

基于光纤传感的地铁杂散电流监测方法

为了解决目前基于极化电位监测的杂散电流监测方法存在的问题,提出了一种采用光纤传感技术的杂散电流监测新方法.根据基于法拉第效应的光纤电流传感技术的基本理论,搭建了光纤电流传感实验系统,并用电流发生器模拟待测电流对该监测方法进行了实验研究.结果表明:测量结果受双折射和温度变化的影响较大,采用特殊结构的光纤电流传感头和基于恒定磁场的比较测量方案能在一定程度上解决这一问题.运用传统的测量方案,传感头为螺旋缠绕时系统的线性度为土4.65%;采用比较测量方案,传感头为四角形和8字形结构时系统的线性度分别为士2.77%和±2.97%.基于光纤传感技术的杂散电流监测方法在地铁杂散电流的监测中是可行的.     

线性双折射的波长积累效应对OCS的影响

线性双折射的波长积累效应涉及到用单色光模型替代复色光系统是否合理与可行的问题,因此有必要予以研究.文中先给出了适用于ZF-7玻璃的线性双折射的色散特性公式,再对线性双折射的波长积累效应进行理论分析和计算机仿真.研究结果表明,线性双折射的波长积累效应对OCS系统影响甚微,因此在理论研究中若不考虑其他光学参量的波长积累效应,用单色光模型处理宽带系统的做法有其合理性与可行性.此结果可供从事光学电流传感器研究的同行参考.     

聚合物的微分时域介电谱

介绍了用微分时域介电谱方法测量三种聚合物ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳ的慢极化效应．讨论了温度和测量电路参数对时域谱的影响；并在－２００～１００℃范围内，用时域的方法分析了聚合物的结构转变．     

磁光效应在磁场测量中的应用

本文分析了利用光学中线偏光的法拉第效应和磁致双折射对磁场进行测量的基本原理，重点介绍利用磁流体的磁致双折射对磁场测量的原理和方法。     

反射相移对法拉第镜式OCT影响的理论研究

为了减小块状玻璃电流传感头中线性双折射与反射相移等互易效应产生的有害影响,提出了一种利用法拉第反射镜构成的具有折返传感光路的光学电流互感器方案.采用矩阵理论分析了该方案的光学工作过程,在不计线性双折射的条件下,当反射相移单独存在时,用仿真方法研究了反射相移对法拉第镜式光学电流互感器输出光偏振态的影响,并与单层保偏膜式方案进行了对比.结果表明,法拉第镜式光学电流互感器方案可以解决由反射相移引起的系统输出光偏振态椭圆退化问题,提高了光学电流互感器的灵敏度和温度稳定性.这对于改进现有块状玻璃电流互感器的性能、开发实用型光学电流互感器具有一定的参考意义.     

具有温度补偿的高精度单参量光纤传感器理论分析

分析了几种具有温度补偿的光纤应变传感器测量应变的误差来源及缺点,由此加以推广,提出了具有温度补偿的高精度单参量光纤传感器的思想,根据椭圆纤芯离双折射光纤的温度,应变,径向压力,静水压力的灵敏度公式和双折射与波长的关系曲线,从理论上证明了具有温度补偿,结构简单,高精度的光纤应变,压力传感器的可行性,并对其优点进行了讨论。     

DBR光纤激光器拍频传感及其组网技术研究

研究了基于单纵模分布Bragg反射(DBR)光纤激光器的拍频解调传感技术,并对其组网技术进行了探讨。由于光纤本身的固有双折射,DBR光纤激光器能够产生两种正交偏振模式的激光,而这两种偏振模式的频率差拍会在射频域形成对温度变化极为敏感的拍频(beatfrequency)。实验结果表明:在20～100℃的温度范围内,激光器拍频随温度的增加呈线性减小,其线性拟合度高达0.99981,拍频灵敏度为0.51063MHz/℃。这种偏振式光纤激光器具有高输出功率、高信噪比、低解调成本和窄输出线宽等特点,有助于构建大规模的光纤有源传感网络。参考近年关于光纤传感网络的报道,提出一种有源光纤环形传感网络的构想。     

基于平面膜片温度压强同时测量的光纤光栅传感器

提出一种基于膜片的双光纤Bragg光栅实现温度与压强同时区分测量的光纤光栅传感器．分别将光纤Bragg光栅沿膜片的径向和环向粘贴在膜片上,当温度发生变化或者膜片受到压力作用时,都会引起光纤Bragg光栅蜂值波长偏移．由于温度的变化所引起的两栅波长偏移量是相等的,此时两光纤Bmgg光栅波长偏移量之差完全取决于膜片所受的压强,据此可以实现温度与压强的同时区分测量．该传感器线性度很好,可以用来同时区分测量温度在40～110℃,压强在0～6MPa环境中的温度和压强,其温度测量误差不大于1℃,压强测量误差不大于0．2MPa．     

法拉第镜式光学电流互感器原理

提出了利用法拉第镜构成的具有互易传感光路的法拉第镜式光学电流互感器方案,以抵消块状玻璃传感头中线性双折射的影响,并使传感信号加倍,从而提高系统的灵敏度和温度稳定性;分析了该系统的工作原理,对输出光偏振态进行了仿真,并与单层介质膜方案进行了对比;结果显示该方案对输出光偏振态的退化有很好的抑制作用;这对于改进现有块状玻璃电流互感器的性能、开发实用型光学电流互感器具有一定的参考意义。     

基于对称双光路检测法的MOCT电流互感器模型研究

基于对称双光路检测法, 采用琼斯矩阵, 提出了磁光式电流互感器(MOCT)的整体模型. 该模型表明, MOCT的输出电压是两个分量的乘积, 一个分量是线性分量, 它正比于一次电流瞬时值, 另一个分量是非线性分量, 该分量与磁线振双折射和法拉第(Faraday)旋转角的共同作用相关. 在没有磁线振双折射效应的理想MOCT系统中, 当一次电流瞬时值较小时, MOCT的输出电压与一次电流瞬时值成正比. 仿真结果证明了结论的正确性.     

塔北地区寒武系白云岩储层裂缝充填特征与有效性

塔里木盆地寒武系白云岩储层具有年代老、埋深大、成岩作用强烈的特征,原生孔隙几乎被破坏殆尽,有效裂缝的发育程度是决定储层优劣的关键因素。根据岩芯描述、薄片鉴定、FMI成像测井、扫描电镜、阴极发光、电子探针以及流体包裹体分析等研究手段,开展了塔里木盆地北部地区(简称“塔北地区”)寒武系白云岩储层的裂缝充填特征及有效性分析。塔北地区整体裂缝发育,天山南地区与塔河地区裂缝在产状、线密度、形态以及充填特征上存在差异。天山南地区裂缝线密度与有效性均低于塔河地区,充填矿物主要为自形白云石与石英,其次为方解石、石膏与黄铁矿。充填白云石分为3期,对应的温度区间分别为70 ℃～90 ℃、90 ℃～110 ℃及110 ℃以上,均为地层内的成岩流体成因;充填石英分两期,第一期为黏土矿物转化蚀变形成,第二期可能为热液成因。塔河地区裂缝线密度高,有效性较好,溶蚀作用发育,是有利的勘探地区,其充填物以热液矿物组合形式出现,主要为方解石,其次为石膏、鞍状白云石、黏土矿物、沥青等,重晶石以交代白云石的形式出现。充填方解石分为4期,对应的温度区间分别为70 ℃～100 ℃、100 ℃～130 ℃、130 ℃～180 ℃及180 ℃以上,前3期充填为不同埋深时期地层内成岩流体成因,最后一期充填为自下部运移而来的高温热液流体成因。     

正交共轭反射镜电流传感器研究

针对光学玻璃电流传感头光学参量对光学电流互感器性能影响问题,提出了采用正交共轭反射镜作为一次电流传感元件的光学电流传感器设计方案,报告了系统的光路设置,建立了系统的数学模型,导出了其工作原理的解析表达式,给出了验证性实验结果,讨论了该设计的优、缺点及克服缺点可能的技术措施．研究结果表明,该设计方案是合理的,可被实验验证的．经过实用化开发后,其有可能成为实用型光学电流互感器的一种方案．     

Distributed parametric modeling and simulation of light polarization states using magneto-optical sensing based on the Faraday effect

To solve the problems encountered in practical processes of magneto-optical sensing, the infinitesimal distributed-parameter model and finite-element accumulation of different dielectric properties of micromaterials were used to describe the evolution of light polarization states, instead of the previously commonly used method of lumped-parameter simulation, thus essentially explaining the mechanism of sensing, magneto-optical effects, and related factors, and achieving multiphysics coupling using the COMSOL finite-element analysis method. Considering the cases of the Faraday effect without and with line birefringence, the magneto-optical effect and output characteristics of an infinitesimal magneto-optical sensor were simulated and studied. The results verified the effectiveness of the infinitesimal sensor model. Because the magnetic field, stress, and temperature changes alter the dielectric properties of magneto-optical materials, the finite-element accumulation method lays a good foundation for research on theoretical analysis and performance of magneto-optical sensors affected by factors such as the magnetic field, temperature, and stress.     

Temperature Compensation Algorithm for Hydraulic System Pressure Control

In this paper the control mechanism of solenoid valve is analyzed, which shows the solenoid valve control is actually the control of coil current. The response characteristic of coil current is related to coil inductance and resistance. The coil resistance is influenced greatly by the ambient temperature and the self-heating of coil, which affects the control precision of coil current. First, considering the heat dissipation mode of coil, the coil temperature model is established from the perspective of heat conduction, and a temperature compensation algorithm for hydraulic system pressure control is put forward. Then the hardware-in-the-loop testbed is set up by using the dSPACE platform, carrying out wheel cylinder pressurization tests with inlet valve fully opened at -40℃ and 20℃, and testing the actual pressure of wheel cylinder with the target pressures at -40℃ and 6.000 kPa/s (pressurization rate). The results show that the pressure control temperature compensation algorithm proposed in this paper accurately corrects the influence of resistance temperature drift on the response accuracy of wheel cylinder pressure. After the correction, the pressure difference is less than 500 kPa, which can meet the control accuracy requirements of solenoid valve, enriching the linear control characteristic of solenoid valve.     

A composite thermal insulator based on xonotlite and perlite

A low cost thermal insulating material can be produced by compounding an active xonotlite slurry, fired-perlite, HOMOPAN fibers and glass fibers. The maximum service temperature of the product is 800C; linear shrinkage after 800℃×16 h firing is0.9%; the cold crushing strength is 1.56 MPa; the flexural strength at ambient temperature is 0.81 MPa; the thermal conductivity atambient temperature (25℃) is 0.056 and 0.128 W/(m·K) at 800℃. The production cost of such a composite is only 1/3 of that of thenormal xonotlite thermal insulators. It can substitute the normal xonotlite thermal insulators on most occasions with a similar cost to that of normal perlite products.